CN111064519A - 光电调制器降噪和偏置点自动控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光电调制器降噪和偏置点自动控制方法及装置，包括：分别确定两个MZM调制器和P路移相器的偏置工作点与直流偏置电压之间的对应关系；分别确定两个MZM调制器和P路移相器的目标偏置工作点，根据各目标偏置工作点及对应的偏置工作点与直流偏置电压之间的对应关系，确定对应的目标直流偏置电压；向I路MZM调制器的直流偏置电压叠加第一导频信号，向Q路MZM调制器的直流偏置电压叠加第二导频信号，第一导频信号与所述第二导频信号的相位差为180度；对第一导频信号、第二导频进行动态调幅处理，使得两个MZM调制器输出的抖动幅度接近。本发明能够确定IQ‑MZM调制器的偏置工作点，并降低系统噪声。

Description

光电调制器降噪和偏置点自动控制方法及装置

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光电调制器降噪和偏置点自动控制方法及装置。

背景技术

IQ-MZM调制器由I路、Q路两个MZM调制器(马赫-曾德尔调制器)和P路移相器组成，I路MZM调制器和Q路MZM调制器用于对光载波信号的两个正交相位进行调制，P路移相器用于调节两路光载波信号的相位。应用于光通信系统中时，由于易受环境变化的影响，MZM调制器和P路移相器的偏置工作点容易产生漂移，影响光通信系统的传输性能和稳定性，因此，需要对IQ-MZM调制器的偏置工作点进行控制，以保证调制器工作于正常工作状态。

现有的IQ-MZM调制器偏置工作点的控制方法，一种是时分复用检测谐波信号，根据谐波信号确定偏置工作点，这种方法会引入低频导频信号造成的噪声；另一种是于I、P、Q三路偏置电压信号中叠加不同频率的导频信号，对各路MZM调制器输出的反馈信号进行ADC采样，然后进行快速傅里叶变换处理，通过分析各频率分量的变化情况确定偏置工作点，由于需要进行快速傅里叶变换处理，对系统要求较高，且同样存在噪声影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种光电调制器降噪和偏置点自动控制方法及装置，以解决IQ-MZM调制器确定偏置工作点并降低噪声的问题。

基于上述目的，本发明提供了一种光电调制器降噪和偏置点自动控制方法，用于对IQ-MZM调制器的偏置工作点进行自动控制，所述IQ-MZM调制器包括I路、Q路两个MZM调制器和P路移相器，方法包括：

分别确定所述两个MZM调制器和所述P路移相器的偏置工作点与直流偏置电压之间的对应关系；

分别确定所述两个MZM调制器和所述P路移相器的目标偏置工作点，根据各目标偏置工作点及对应的偏置工作点与直流偏置电压之间的对应关系，确定对应的目标直流偏置电压；

向I路MZM调制器的直流偏置电压叠加第一导频信号，向Q路MZM调制器的直流偏置电压叠加第二导频信号，所述第一导频信号与所述第二导频信号的相位差为180度；

对所述第一导频信号、所述第二导频进行动态调幅处理，使得所述两个MZM调制器输出的抖动幅度接近。

可选的，所述确定两个MZM调制器和所述P路移相器的偏置工作点与直流偏置电压之间的对应关系的方法是：

对于任意一个MZM调制器、P路移相器，输入从小到大调节的直流偏置电压，并在所述直流偏置电压上叠加导频信号；检测光电检测器的输出信号，对所述输出信号进行信号处理得到一次谐波与二次谐波；确定所述一次谐波与二次谐波的幅度比值和直流输出光功率；当所述幅度比值达到极小值，且所述直流输出光功率接近极大值时，记录对应于MZM调制器或P路移相器的Peak点的直流偏置电压的取值；当所述幅度比值达到极小值，且所述直流输出光功率接近极小值时，记录对应所述MZM调制器或P路移相器的Null点对应的直流偏置电压的取值；将确定出Peak点到Null点之间的信号按照180度均分，得到180个工作点，确定所述180个工作点分别对应的所述直流偏置电压的180个取值，即建立所述直流偏置电压的180个取值与所述MZM调制器的180个工作点之间的对应关系。

可选的，所述对叠加的导频信号进行动态调幅处理的方法是：

于I路MZM调制器的直流偏置电压上叠加第一导频信号，Q路MZM调制器的直流偏置电压上不叠加导频信号，记录所述I路MZM调制器输出的第一抖动幅值；

于所述Q路MZM的直流偏置电压上叠加第二导频信号，所述I路MZM调制器的直流偏置电压上不叠加导频信号，记录所述Q路MZM调制器输出的第二抖动幅值；

根据所述第一抖动幅值与所述第二抖动幅值之间的大小关系，按照上述过程对所述第一导频信号和第二导频信号的幅值进行调整，直至所述第一抖动幅值与第二抖动幅值接近至相等。

可选的，所述对所述第一导频信号和第二导频信号的幅值进行调整，直至所述第一抖动幅值与第二抖动幅值接近至相等，包括：若所述第一抖动幅值大于所述第二抖动幅值，则降低所述第一导频信号的幅值；若所述第一抖动幅值小于所述第二抖动幅值，则降低所述第二导频信号的幅值。

可选的，所述确定对应的目标直流偏置电压之后，还包括：

记录所述两个MZM调制器和所述P路移相器的目标偏置工作点分别对应的一次谐波与二次谐波之间的目标谐波比值。

可选的，所述方法还包括：

根据当前谐波比值和所述目标谐波比值的关系，确定当前偏置工作点是否偏离所述目标偏置工作点；

若是，根据所述目标谐波比值，调整所述当前偏置工作点至所述目标偏置工作点。

可选的，所述方法还包括：

于所述两个MZM调制器和所述P路移相器分别叠加导频信号，测试所述IQ-MZM调制器输出的抖动幅度是否超过预设的总抖动阈值；

若超过，则对于所述两个MZM调制器和所述P路移相器，分别根据当前谐波比值和对应的目标谐波比值的关系，确定当前偏置工作点是否偏离对应的目标偏置工作点。

可选的，所述根据当前谐波比值和所述目标谐波比值的关系，确定当前偏置工作点是否偏离目标偏置工作点，包括：

对于任意一个MZM调制器或P路移相器，于直流偏置电压上叠加导频信号，另一个或两个MZM调制器或P路移相器不叠加导频信号，检测光电检测器的输出信号，对所述输出信号进行处理得到一次谐波与二次谐波，根据所述一次谐波与二次谐波确定所述当前谐波比值，判断所述当前谐波比值与对应的目标谐波比值的差值是否超过预设的偏离阈值；若是，则确定所述直流偏置电压偏离对应的目标直流偏置电压，所述当前偏置工作点偏离所述目标偏置工作点。

可选的，所述根据所述目标谐波比值，调整所述当前偏置工作点至所述目标偏置工作点，包括：

调整所述直流偏置电压，使得所述当前谐波比值为所述目标谐波比值，以将所述当前偏置工作点调整为所述目标偏置工作点。

本发明实施例还提供一种光电调制器降噪和偏置点自动控制装置，用于对IQ-MZM调制器的偏置工作点进行自动控制，所述IQ-MZM调制器包括I路、Q路两个MZM调制器和P路移相器，装置包括：

关系确定模块，用于分别确定所述两个MZM调制器和所述P路移相器的偏置工作点与直流偏置电压之间的对应关系；

目标偏置电压确定模块：用于分别确定所述两个MZM调制器和所述P路移相器的目标偏置工作点，根据各目标偏置工作点及对应的偏置工作点与直流偏置电压之间的对应关系，确定对应的目标直流偏置电压；

第一降噪模块，用于向I路MZM调制器的直流偏置电压叠加第一导频信号，向Q路MZM调制器的直流偏置电压叠加第二导频信号，所述第一导频信号与所述第二导频信号的相位差为180度；

第二降噪模块，对所述第一导频信号和所述第二导频信号进行动态调幅处理，使得所述两个MZM调制器输出的抖动幅度接近。

从上面所述可以看出，本发明提供的光电调制器降噪和偏置点自动控制方法及装置，包括分别确定两个MZM调制器和P路移相器的偏置工作点与直流偏置电压之间的对应关系；分别确定两个MZM调制器和P路移相器的目标偏置工作点，根据各目标偏置工作点及对应的偏置工作点与直流偏置电压之间的对应关系，确定对应的目标直流偏置电压；向I路MZM调制器的直流偏置电压叠加第一导频信号，向Q路MZM调制器的直流偏置电压叠加第二导频信号，第一导频信号与所述第二导频信号的相位差为180度；对第一导频信号、第二导频进行动态调幅处理，使得两个MZM调制器输出的抖动幅度接近。本发明的方法及装置能够确定IQ-MZM调制器的偏置工作点，能够实现IQ-MZM调制器的任意偏置点的稳定控制，并降低系统噪声。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的方法流程示意图；

图2为本发明实施例的谐波分量与偏置工作点的关系示意图；

图3为本发明实施例的I路与Q路叠加的导频信号之间的相位差和PD输出信号的抖动幅度之间的关系示意图，横坐标为I路与Q路分别叠加的导频信号之间的相位差，纵坐标为PD输出信号的抖动幅度；

图4为本发明实施例的装置结构示意图；

图5为本发明实施例的系统结构示意图；

图6为本发明实施例的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

图1为本发明实施例的方法流程示意图。如图所示，本发明实施例提供的光电调制器降噪和偏置点自动控制方法，用于对IQ-MZM调制器的偏置工作点进行自动控制，IQ-MZM调制器包括I路、Q路两个MZM调制器和P路移相器，方法包括以下步骤：

S101：分别确定I路、Q路两个MZM调制器和P路移相器的偏置工作点与直流偏置电压之间的对应关系；

S102：分别确定I路、Q路两个MZM调制器和P路移相器的目标偏置工作点，根据各目标偏置工作点及对应的偏置工作点与直流偏置电压之间的对应关系，确定对应的目标直流偏置电压；

本发明实施例中，确定MZM调制器的偏置工作点的方法为：

于MZM调制器的直流偏置电压上叠加导频信号，导频信号的频率为1kHz，幅度最大为射频信号(MZM调制器的射频信号输入端输入的待调制信号)的5％，则，MZM调制器的输出光功率可表示为：

其中，P_in是输入MZM调制器的光功率，T_D是MZM调制器的插入损耗，

是直流偏置电压造成的相位偏移，

是导频信号造成的相位偏移；

其中，A为导频信号的幅度，ω为导频信号的角频率，V_π(ω)指MZM调制器的半波电压，是频率的函数，V_DC是偏置电压中的直流成分，即直流偏置电压，

是直流偏置电压相对于半波电压的相位。

令

则：

泰勒展开得：

所以，在经过响应度为η的光电探测器PD之后，产生的电流信号中一次谐波可表示为：

二次谐波可表示为：

R是一次谐波与二次谐波的幅度比值，T_d是MZM调制器的插入损耗。

图2为本发明实施例的谐波分量与偏置工作点的关系示意图，横坐标为偏置电压相对于半波电压产生的偏置相位。如图所示，根据上述推导可得到一次谐波分量与二次谐波分量的波形图，当MZM调制器的偏置工作点在NULL点或Peak点时，一次谐波达到最小值，二次谐波达到最大值；当MZM调制器的偏置工作点在+Quad点或-Quad点时，一次谐波达到最大值，二次谐波达到最小值，因此，可通过检测一次谐波、二次谐波和直流偏置电压信号的幅度来确定MZM调制器的偏置工作点位置。

为保证IQ-MZM调制器保持稳定的工作性能，按照上述确定MZM调制器的偏置工作点的方法，分别确定IQ-MZM调制器的I路、Q路MZM调制器的偏置工作点，P路移相器的偏置工作点，通过分别对两个MZM调制器和P路移相器的直流偏置电压进行控制，分别调整两个MZM调制器的偏置工作点，调整P路移相器的偏置工作点(稳定在正交点+Quad点或-Quad点)，以保证IQ-MZM调制器工作于正常稳定状态。

S103：向I路MZM调制器的直流偏置电压叠加第一导频信号，向Q路MZM调制器的直流偏置电压叠加第二导频信号，第一导频信号与第二导频信号的相位差为180度；

本发明实施例中，IQ-MZM调制器的输出光场强度表示为：

其中，Ein是IQ-MZM调制器的输入光场强度，V_biasI和V_biasQ分别是I路和Q路MZM调制器的直流偏置电压，V_I和V_Q分别是叠加在I路和Q路MZM调制器的直流偏置电压上的导频信号，Vπ是半波电压，p是P路移相器的直流偏置电压造成的相位偏移。

其中，

V_I＝Asin(2πft) (10)

其中，A是导频信号的幅度，一般设为半波电压幅度的1％到5％，f是导频信号的频率，设为1000Hz，θ为I路与Q路所叠加的导频信号的相位差。

光电检测器PD输出的电流信号幅度与IQ-MZM调制器的输出光功率P_out成正比，输出光功率P_out与输出光场强度E_out的平方成正比，即:

其中，cos(p)中的p是P路移相器的直流偏置电压造成的相位偏移。由于P路移相器的直流偏置电压造成的相位偏移p对于1kHz低频导频信号来说影响较小，所以，公式(12)中cos(p)取定值π/2。

图3为本发明实施例的I路与Q路叠加的导频信号之间的相位差和PD输出信号的抖动幅度之间的关系示意图。如图所示，当I路MZM调制器的直流偏置电压上叠加的第一导频信号与Q路MZM调制器的直流偏置电压上叠加的第二导频信号的相位差为180度时，PD输出信号的抖动幅度最小，即，第一导频信号与第二导频信号的相位差为180度时，产生的噪声最小，IQ-MZM调制器的信号传输受噪声影响最小。所以，本发明实施例中，当I路MZM调制器的直流偏置电压上叠加的第一导频信号与Q路MZM调制器的直流偏置电压上叠加的第二导频信号的相位相反时，IQ-MZM调制器的噪声最小，IQ-MZM调制器受噪声的影响最小。

S104：对I路、Q路两个MZM调制器的直流偏置电压上叠加的导频信号进行动态调幅处理，使得两个MZM调制器输出的抖动幅度接近，以实现降噪；

本发明实施例中，考虑到I路MZM调制器的直流偏置电压与Q路MZM调制器的直流偏置电压的幅度可能不同，为保证降噪效果，可通过动态调整分别叠加于I路MZM调制器和Q路MZM调制器的直流偏置电压上的导频小信号的幅度，实现降噪效果。

于一种实施例中，导频信号的动态调幅方法为：

1)在I路MZM调制器的直流偏置电压的基础上叠加预设幅度的第一导频信号，Q路MZM调制器不叠加导频信号，记录IQ-MZM调制器输出的第一抖动幅度Vpp1；

2)在Q路MZM调制器的直流偏置电压的基础上叠加预设幅度的第二导频信号，I路MZM调制器不叠加导频信号，记录IQ-MZM调制器输出的第二抖动幅度Vpp2；由上述实施例可知，第一导频信号与第二导频信号的相位差为180度；

3)若Vpp1>Vpp2，则降低叠加于I路MZM调制器的第一导频信号的幅度；若Vpp1<Vpp2，则降低叠加于Q路MZM调制器的第二导频信号的幅度；

4)重复上述1)-3)步骤，直到Vpp1与Vpp2接近于相等，完成导频信号的动态调幅。

本发明实施例中，对于I路、Q路MZM调制器，通过叠加相位相反且幅度接近的导频信号，能够实现噪声信号反相相消的效果，降低噪声对调制器的影响。

于一些实施方式中，所述步骤S101中分别确定IQ-MZM调制器的两个MZM调制器和P路移相器的偏置工作点与直流偏置电压之间的对应关系，方法是：

对于IQ-MZM调制器的I路MZM调制器，施加I路MZM调制器的直流偏置电压Vdc1和叠加的导频信号S₁＝Asin(2πft)；其中，直流偏置电压Vdc1从小到大(根据不同型号的IQ-MZM调制器的电压范围确定)依次调节施加，导频信号的频率f为1kHz，幅度为半波电压的5％；在直流偏置电压Vdc1从小到大的调节过程中，检测光电检测器PD的输出信号，对PD的输出信号进行信号处理得到一次谐波与二次谐波，确定一次谐波与二次谐波的幅度比值和直流输出光功率；确定一次谐波与二次谐波的幅度比值达到极小值，且直流输出光功率接近极大值的点，此时，直流偏置电压Vdc1的取值对应I路MZM调制器的Peak点；确定一次谐波与二次谐波的幅度比值达到极小值，且直流输出光功率接近极小值的点，此时，直流偏置电压Vdc1的取值对应I路MZM调制器的Null点；将确定出的I路MZM调制器的Peak点到Null点之间的信号按照180度均分，得到180个工作点，均分后的180个工作点分别对应直流偏置电压Vdc1的180个取值，即建立直流偏置电压Vdc1的180个取值与I路MZM调制器的180个工作点之间的对应关系；之后，可通过直流偏置电压Vdc1在180个取值之间的调节，实现I路MZM调制器的任意工作点的控制。

对于IQ-MZM调制器的Q路MZM调制器和P路移相器，按照上述I路MZM调制器的控制方法进行处理，建立Q路直流偏置电压Vdc2的180个取值与Q路MZM调制器的180个工作点之间的对应关系，从而实现通过Q路直流偏置电压Vdc2在180个取值之间的调节，实现Q路MZM调制器的任意工作点的控制；建立P路直流偏置电压Vdc3的180个取值与P路移相器的180个工作点之间的对应关系，从而实现通过P路直流偏置电压Vdc3在180个取值之间的调节，实现P路移相器的任意工作点的控制。

则，所述步骤S102中，确定两个MZM调制器和P路移相器的目标偏置工作点，根据各目标偏置工作点和对应的偏置工作点与直流偏置电压之间的对应关系，确定对应的目标直流偏置电压，具体为：首先分别确定I、Q路两个MZM调制器和P路移相器的目标偏置工作点，然后分别根据各目标偏置工作点及建立的各路直流偏置电压与偏置工作点之间的对应关系，确定对应的目标直流偏置电压，向MZM调制器和移相器施加目标直流偏置电压，以使IQ-MZM调制器工作于稳定状态。例如，对于I路MZM调制器，确定I路目标偏置工作点，根据建立的I路直流偏置电压Vdc1与I路MZM调制器的工作点之间的对应关系，确定I路目标偏置工作点对应的目标直流偏置电压，调节施加于I路MZM调制器的直流偏置电压为目标直流偏置电压，以使I路MZM调制器工作于稳定状态。

本发明实施例中，所述步骤S104中，对导频信号进行动态调幅处理，包括：

(1)于I路MZM调制器的直流偏置电压上叠加第一导频信号，Q路MZM调制器的直流偏置电压上不叠加导频信号，记录I路MZM调制器输出的第一抖动幅值Vpp1；所述第一导频信号为S₁＝A₁sin(2πft；

(2)于Q路MZM的直流偏置电压上叠加第二导频信号，I路MZM调制器的直流偏置电压上不叠加导频小信号，记录Q路MZM调制器输出的第二抖动幅值Vpp2；第二导频信号为S₂＝A₂sin(2πft+180，第一导频信号与第二导频信号的相位差为180度；

根据第一抖动幅值Vpp1与第二抖动幅值Vpp2，重复上述(1)、(2)过程对第一导频信号和第二导频信号的幅值进行调节，直至Vpp1与Vpp2接近至相等；第一导频信号和第二导频信号的幅值调整方法为：若Vpp1>Vpp2，则降低第一导频信号的幅值A₁；若Vpp1<Vpp2，则降低第二导频信号的幅值A₂。

本发明实施例中，虽然在I路MZM调制器与Q路MZM调制器的直流偏置电压基础上分别叠加了第一导频信号与第二导频信号，但是，叠加于I路MZM调制器的第一导频信号与叠加于Q路MZM调制器的第二导频信号的相位差为180度，且对第一导频信号与第二导频信号的幅度进行动态调整，使得幅值接近，能够通过反相相消实现有效降噪，使得IQ-MZM调制器达到低噪声平衡状态，将噪声对IQ-MZM调制器的影响降到最低。

本发明实施例中，所述步骤S102之后还包括：记录I路MZM调制器的目标偏置工作点对应的一次谐波与二次谐波的目标谐波比值RI，记录Q路MZM调制器的目标偏置工作点对应的一次谐波与二次谐波的目标谐波比值RQ，记录P路移相器的目标偏置工作点对应的一次谐波与二次谐波的目标谐波比值RP；本步骤中，记录目标偏置工作点所对应的目标谐波比值，是为了当判断当前偏置工作点偏离目标偏置工作点时，能够根据记录的目标谐波比值，动态调整当前偏置工作点至目标偏置工作点，自动调整IQ-MZM调制器至稳定工作状态。

本发明实施例中，所述方法还包括：根据当前谐波比值和目标谐波比值的关系，确定当前偏置工作点是否偏离目标偏置工作点；若是，则根据目标谐波比值，调整当前偏置工作点至目标偏置工作点。

于一些实施例中，于两个MZM调制器和P路移相器分别叠加导频信号，测试IQ-MZM调制器输出的抖动幅度是否超过预设的总抖动阈值；若超过，则依次判断两个MZM调制器和P路移相器的偏置工作点是否偏离目标偏置工作点。

其中，判断偏置工作点是否偏离目标偏置工作点的方法是，以I路MZM调制器为例，于I路MZM调制器叠加第一导频信号，Q路MZM调制器和P路移相器不叠加导频信号，检测PD的输出信号，对输出信号进行处理得到一次谐波与二次谐波，确定一次谐波与二次谐波的当前谐波比值，判断当前谐波比值与目标谐波比值RI的差值是否超过预设的偏离阈值，若是，则确定I路MZM调制器的直流偏置电压偏离目标直流偏置电压，调整I路MZM调制器的直流偏置电压Vdc1，以将一次谐波与二次谐波的谐波比值调整为目标谐波比值RI，将偏置工作点调整为目标偏置工作点。Q路MZM调制器、P路MZM调制器的偏置工作点的校正方法与I路MZM调制器的偏置工作点的校正方法相同，本发明不再重复说明。

图4为本发明实施例的装置结构示意图。如图所示，本发明实施例提供的光电调制器降噪和偏置点自动控制装置包括：

关系确定模块，用于分别确定I路、Q路两个MZM调制器和P路移相器的偏置工作点与直流偏置电压之间的对应关系；

目标偏置电压确定模块：用于确定两个MZM调制器和P路移相器的目标偏置工作点，根据三个目标偏置工作点，以及各偏置工作点与直流偏置电压之间的对应关系，确定对应的目标直流偏置电压；

第一降噪模块，用于向I路MZM调制器的直流偏置电压叠加第一导频信号，向Q路MZM调制器的直流偏置电压叠加第二导频信号，第一导频信号与第二导频信号的相位差为180度；

第二降噪模块，用于对第一导频信号和第二导频信号进行动态调幅处理，使得两个MZM调制器输出的抖动幅度接近。

上述实施例的装置用于实现前述实施例中相应的方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

图5为本发明实施例的系统结构示意图。如图所示，本发明实施例提供的光电调制器降噪和偏置点自动控制系统，IQ-MZM调制器输出的调制光信号经过分光器分出的光路进入光电检测器PD进行光电信号转换，PD输出的电流信号经过放大电路放大、低通滤波器进行滤波处理得到一次谐波、带通滤波器进行滤波处理得到二次谐波后，电流信号进行模数转换为数字信号，数字信号输入处理单元(SoC)进行处理，处理单元利用本发明实施例所述的光电调制器偏置点自动控制方法，根据输入的数字信号，确定IQ-MZM调制器的目标直流偏置电压及叠加的导频信号，向IQ-MZM调制器的I、Q路MZM调制器和P路移相器分别施加对应的目标直流偏置电压及叠加的导频信号，通过自动控制使得IQ-MZM调制器工作于稳定状态。

图6示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。

处理器1010可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。

存储器1020可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。

输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。

通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。

总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。

需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。

本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光电调制器降噪和偏置点自动控制方法，用于对IQ-MZM调制器的偏置工作点进行自动控制，所述IQ-MZM调制器包括I路、Q路两个MZM调制器和P路移相器，其特征在于，方法包括：

分别确定所述两个MZM调制器和所述P路移相器的偏置工作点与直流偏置电压之间的对应关系；

分别确定所述两个MZM调制器和所述P路移相器的目标偏置工作点，根据各目标偏置工作点及对应的偏置工作点与直流偏置电压之间的对应关系，确定对应的目标直流偏置电压；

向I路MZM调制器的直流偏置电压叠加第一导频信号，向Q路MZM调制器的直流偏置电压叠加第二导频信号，所述第一导频信号与所述第二导频信号的相位差为180度；

对所述第一导频信号、所述第二导频进行动态调幅处理，使得所述两个MZM调制器输出的抖动幅度接近。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定两个MZM调制器和所述P路移相器的偏置工作点与直流偏置电压之间的对应关系的方法是：

对于任意一个MZM调制器、P路移相器，输入从小到大调节的直流偏置电压，并在所述直流偏置电压上叠加导频信号；检测光电检测器的输出信号，对所述输出信号进行信号处理得到一次谐波与二次谐波；确定所述一次谐波与二次谐波的幅度比值和直流输出光功率；当所述幅度比值达到极小值，且所述直流输出光功率接近极大值时，记录对应于MZM调制器或P路移相器的Peak点的直流偏置电压的取值；当所述幅度比值达到极小值，且所述直流输出光功率接近极小值时，记录对应所述MZM调制器或P路移相器的Null点对应的直流偏置电压的取值；将确定出Peak点到Null点之间的信号按照180度均分，得到180个工作点，确定所述180个工作点分别对应的所述直流偏置电压的180个取值，即建立所述直流偏置电压的180个取值与所述MZM调制器的180个工作点之间的对应关系。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对叠加的导频信号进行动态调幅处理的方法是：

于I路MZM调制器的直流偏置电压上叠加第一导频信号，Q路MZM调制器的直流偏置电压上不叠加导频信号，记录所述I路MZM调制器输出的第一抖动幅值；

于所述Q路MZM的直流偏置电压上叠加第二导频信号，所述I路MZM调制器的直流偏置电压上不叠加导频信号，记录所述Q路MZM调制器输出的第二抖动幅值；

根据所述第一抖动幅值与所述第二抖动幅值之间的大小关系，按照上述过程对所述第一导频信号和第二导频信号的幅值进行调整，直至所述第一抖动幅值与第二抖动幅值接近至相等。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述第一导频信号和第二导频信号的幅值进行调整，直至所述第一抖动幅值与第二抖动幅值接近至相等，包括：若所述第一抖动幅值大于所述第二抖动幅值，则降低所述第一导频信号的幅值；若所述第一抖动幅值小于所述第二抖动幅值，则降低所述第二导频信号的幅值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定对应的目标直流偏置电压之后，还包括：

记录所述两个MZM调制器和所述P路移相器的目标偏置工作点分别对应的一次谐波与二次谐波之间的目标谐波比值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

根据当前谐波比值和所述目标谐波比值的关系，确定当前偏置工作点是否偏离所述目标偏置工作点；

若是，根据所述目标谐波比值，调整所述当前偏置工作点至所述目标偏置工作点。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

于所述两个MZM调制器和所述P路移相器分别叠加导频信号，测试所述IQ-MZM调制器输出的抖动幅度是否超过预设的总抖动阈值；

若超过，则对于所述两个MZM调制器和所述P路移相器，分别根据当前谐波比值和对应的目标谐波比值的关系，确定当前偏置工作点是否偏离对应的目标偏置工作点。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据当前谐波比值和所述目标谐波比值的关系，确定当前偏置工作点是否偏离目标偏置工作点，包括：

对于任意一个MZM调制器或P路移相器，于直流偏置电压上叠加导频信号，另一个或两个MZM调制器或P路移相器不叠加导频信号，检测光电检测器的输出信号，对所述输出信号进行处理得到一次谐波与二次谐波，根据所述一次谐波与二次谐波确定所述当前谐波比值，判断所述当前谐波比值与对应的目标谐波比值的差值是否超过预设的偏离阈值；若是，则确定所述直流偏置电压偏离对应的目标直流偏置电压，所述当前偏置工作点偏离所述目标偏置工作点。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标谐波比值，调整所述当前偏置工作点至所述目标偏置工作点，包括：

调整所述直流偏置电压，使得所述当前谐波比值为所述目标谐波比值，以将所述当前偏置工作点调整为所述目标偏置工作点。

10.一种光电调制器降噪和偏置点自动控制装置，用于对IQ-MZM调制器的偏置工作点进行自动控制，所述IQ-MZM调制器包括I路、Q路两个MZM调制器和P路移相器，其特征在于，装置包括：

关系确定模块，用于分别确定所述两个MZM调制器和所述P路移相器的偏置工作点与直流偏置电压之间的对应关系；

目标偏置电压确定模块：用于分别确定所述两个MZM调制器和所述P路移相器的目标偏置工作点，根据各目标偏置工作点及对应的偏置工作点与直流偏置电压之间的对应关系，确定对应的目标直流偏置电压；

第一降噪模块，用于向I路MZM调制器的直流偏置电压叠加第一导频信号，向Q路MZM调制器的直流偏置电压叠加第二导频信号，所述第一导频信号与所述第二导频信号的相位差为180度；

第二降噪模块，对所述第一导频信号和所述第二导频信号进行动态调幅处理，使得所述两个MZM调制器输出的抖动幅度接近。

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